Elastómeros TPE
Definición de elastómero termoplástico
Un elastómero termoplástico (TPE) es un material polimérico separado en nano o microfase que exhibe elasticidad de caucho en un rango de temperatura de servicio específico, pero a temperatura elevada puede procesarse como termoplástico (debido a las reticulaciones físicas termorreversibles). presente en el material). Ofrece las ventajas de procesamiento de un comportamiento de fusión altamente viscoso y de adelgazamiento por cizallamiento y un tiempo de ciclo de producto corto en la fabricación debido al rápido endurecimiento por fusión al enfriarse.
Clasificación de elastómeros termoplásticos disponibles comercialmente
Definición estándar de TPE y principales características De acuerdo con la Norma ISO 1382, un Elastómero Termoplástico es un polímero o una mezcla de polímeros que no requiere un proceso de vulcanización o reticulación, como los elastómeros vulcanizados, pero que muestra propiedades elastoméricas similares a cauchos vulcanizados a temperatura de servicio. Estas propiedades desaparecen a la temperatura de proceso para permitir el procesamiento del material, pero reaparecen tan pronto como el material vuelve a la temperatura de servicio. Por tanto, los elastómeros termoplásticos, introducidos en el mercado a finales de los años sesenta, una vez moldeados, si se llevan a la temperatura de transición vítrea, pueden remodelarse. Los elastómeros termoendurecibles, por su parte, se producen uniendo las cadenas poliméricas entre sí mediante el uso de reactivos químicos, temperatura y presión, y esta modificación en su estructura implica la aparición de propiedades termoendurecibles, es decir, es imposible remodelarlos. una vez que se produjo la vulcanización. Como se mencionó, los TPE tienen todas las características elásticas del caucho típicas de los elastómeros reticulados, con la ventaja de ser termoplásticos. En conclusión, las ventajas de los TPE son las siguientes: posibilidad de procesamiento como termoplásticos y por tanto reciclabilidad, soldabilidad, transparencia para algunas formulaciones, marcada aptitud para la coloración.
Copolímeros de bloques segmentados
Los copolímeros de bloques segmentados, los copolímeros tribloque y los vulcanizados termoplásticos (TPV) representan una parte importante de la familia TPE. Los aspectos fundamentales de las relaciones estructura-propiedad en copolímeros de bloque segmentados de etileno / octeno (EO), poliuretanos termoplásticos (TPU), copolímeros de bloque estirénicos (SBC) (con énfasis en copolímeros de estireno / etileno-1-buteno / estireno [SEBS] y SEBS) compuestos), y los TPV producidos a partir de polipropileno (PP) y caucho de etileno / propileno / monómero dieno (EPDM) fueron seleccionados para su revisión en este capítulo, como representativos de los más importantes comercialmente y los más cercanos en rendimiento a los elastómeros termoendurecibles. Los TPV poseen suficiente recuperación elástica para desafiar al caucho termoestable en muchas aplicaciones, y se presentan conocimientos sobre la recuperación elástica y la procesabilidad del TPE basados en los últimos desarrollos en el campo. La escasa recuperación elástica de los TPE a temperaturas elevadas es una deficiencia clave que ha impedido que estos materiales reemplacen por completo a sus homólogos termoendurecibles. Los TPE deben su existencia como productos comerciales a la ventaja económica y medioambiental de fabricación que ofrecen sobre el caucho termoendurecido. Los TPE, por supuesto, están diseñados para fluir bajo la acción del calor; por lo tanto, su temperatura de servicio superior es limitada en comparación con el caucho termoendurecible. Por tanto, un obstáculo importante a superar en la sustitución del caucho termoendurecible por TPE es la mejora en la recuperación elástica, particularmente a temperatura elevada, especialmente el endurecimiento por compresión, porque en muchas aplicaciones los elastómeros están sujetos a compresión. El alcance de este capítulo incluye aquellos TPE que, en nuestra opinión, se acercan razonablemente en propiedades a los elastómeros termoendurecibles. No se incluyen, por ejemplo, los plastómeros que son copolímeros de etileno/α-olefina producidos generalmente usando catalizadores de metaloceno. Estos materiales pueden ser similares al caucho solo a temperatura ambiente. Son termoplásticos debido a las reticulaciones termorreversibles proporcionadas por la cristalización de las secuencias de etileno en el polímero, pero son deficientes en carácter elastomérico por encima de la temperatura ambiente o cuando se encuentran bajo tensión excesiva. Los TPE basados en poliolefinas fundidas, copolímeros de etileno/acetato de vinilo y copolímeros de etileno/estireno también se omiten de la lista. Los TPE basados en copolímeros de propileno/etileno con alto contenido de propileno se comercializaron en 2002. La cristalinidad debida a las secuencias de PP isotácticas en Vistamaxx se reduce debido a errores estereoscópicos y de regio en la inserción de propileno causados por el catalizador y también debido al etileno copolimerizado. Se puede lograr una Tg tan baja como -30°C para permitir buenas propiedades elastoméricas a baja temperatura, pero las propiedades a alta temperatura se ven comprometidas debido a la baja cristalinidad y al bajo punto de fusión (~ 50°C) de los enlaces cruzados termorreversibles (cristalitos) . Por supuesto, la temperatura de uso superior de este TPE puede aumentarse reduciendo el contenido de etileno del producto, a expensas de peores propiedades elásticas. Estos copolímeros estadísticos de propileno/etileno con composición estrecha y distribución de peso molecular estrecha (MWD, Mw/Mn ~ 2,5) se pueden considerar como copolímeros de bloques segmentados. Un producto competitivo POP, que se comercializó en 2004, es también un copolímero de propileno/etileno con un MWD estrecho pero con una amplia distribución de composición entre cadenas poliméricas. PBE , en los que el contenido de etileno copolimerizado es del 25% en peso o menos, dependiendo del grado, se utilizan generalmente en la composición de poliolefinas y no se comentan aquí. Las olefinas termoplásticas (TPO) representan una clase de materiales comercialmente importante, a saber, PP que se modifica por impacto con varias combinaciones de elastómeros poliolefínicos (plastómero, caucho de etileno/propileno, EPDM). Estos materiales plásticos suelen estar reforzados con talco, para su uso en automoción, electrodomésticos y otras aplicaciones. Sin embargo, los materiales de TPO a los que se hace referencia aquí son precursores de mezclas fundidas de PP/EPDM/aceite con alto contenido de caucho para TPV. Estos se incluyen como materiales comparativos con sus TPV homólogos con un rendimiento más elastomérico. El poli (cloruro de vinilo) (PVC) plastificado se utiliza como plástico flexible y no como elastómero, porque fue el primer TPE producido comercialmente. El PVC, producido por polimerización por radicales libres, contiene segmentos sindiotácticos cristalizables, cuya cristalización aumenta con la movilización de la cadena del polímero en presencia de un plastificante. La traza de calorimetría diferencial de barrido (DSC) de un polvo de PVC polimerizado exhibió una endotermia de fusión continua, comenzando en Tg (89°C), hasta más de 200°C. Este comportamiento de fusión se debe a la presencia de cristalitos de diferentes tamaños. Los plastificantes reducen la Tg del PVC y hacen que el material sea elastomérico. Sin embargo, la cristalinidad muy baja del material plastificado (generalmente 10%), la variación en el punto de fusión del cristalito debido a la variación del espesor del cristal y la disminución del punto de fusión debido a la entrada de plastificante en los cristalitos con el aumento de la temperatura limitan el uso. temperatura del PVC como elastómero hasta aproximadamente 70°C
